P波对界面部分脱胶的刚性圆柱夹杂物的散射

本文求解了弹性Ｐ波对界面部分脱胶的可动刚性圆柱夹杂物的散射问题。将脱胶区看作表面不相接触的弧形界面裂纹，借助波函数展开法并利用边界条件将问题转化为一组对偶级数方程。然后通过引入裂纹面的位错密度函数，将其化为一组具有Ｈｉｌｂｅｒｔ核的第二类奇异积分方程，并进一步化为Ｃａｕｃｈｙ型奇异积分方程组，数值求解方程组可获得动应力强度因子，夹杂物刚体振动位移和散射截面等重要参量。结果显示该类结构在较低的频率上发生共振，此低频共振特性与脱胶区大小，入射波方向、材料组合等多种参数有关。与已有方法相比，本文的方法更具一般性，适用于任意材料组合。     

纤维增强复合材料圆柱型界面裂纹分析

以裂纹面上的位错函数为未知量将圆柱型界面裂纹问题化成一组奇异积分方程的求解问题．应用Ｍｕｓｋｈｅｌｉｓｈｖｉｌｉ的奇异积分方程理论，分析了圆柱型界面裂纹尖端应力场．针对裂纹尖端分别存在和不存在接触区两种情况，确定了裂纹尖端应力场的奇异性．利用数值方法计算了圆柱型界面裂纹尖端接触区尺寸对剪应力强度因子的影响．     

纤维增强复合材料的轴对称横向裂纹分析

从弹性力学解出发,借助积分变换将纤维和基体内的位移场和应力表示成以裂纹面上位错函数为未知量的积分形式。由边界条件纤维增强复合材料三维轴对称裂纹问题化成求解一组奇异积分方程的问题。     

有限空心截圆锥的一般非对称变形问题

对有限空心截圆锥对称变形问题进行分析研究，导出了工程中这类有限空心截圆锥上的载荷分布规律。对于在复杂载荷作用下的这类截圆锥体的位移场和应力场问题，采用圆柱坐标调和方程和双调和方程的级数解，构造位移函数进行求解，获得满足一切边界条件的位移场和应力场的精确解，并表示成Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｂｅｓｓｅｌ级数两个无穷级数之和形式。由于级数的正交性质，及自由和非自由的边界条件，应用Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｂｅｓｓｅｌ级数     

厚圆板轴对称振动的弹性力学解

本文以轴对称三维弹性力学基本方程为基础,导出厚圆板强迫振动的状态方程式。利用Ｍａｃｌａｕｒｉｎ级数和Ｓｙｌｖｅｓｔｅｒ定理,厚圆板的位移和应力可以用中面位移和应力的微分算子表示。通过载荷分解和圆板表面条件,可以得到厚圆板在对称载荷与反对称载荷作用下的振动控制方程。求解了厚圆板在周边固支和简支条件下的对称与反对称的自由振动问题。通过数值计算得到了这两类自由振动的固有频率。本文的方法适用于求解厚圆板在     

含界面层圆形夹杂中螺旋位错的弹性分析

研究了复合材料含界面层圆形夹杂内部的一个螺旋位错在夹杂，界面层与基体材料中产生的弹性干涉，将复变函数的分区亚纯函数理论与柯西型积分，罗朗级数相结合，求出了各分区复势的解析关系，化为一个关于界面层复势的函数方程，用显示式表达了问题的结果，揭示了界面层参数对位错干涉能与位错力的影响规律。该解析方法较经典级数方法未知量大量减少，表达式更加简洁，结果的特殊情形包含了若干已有成果。     

复合材料承受剪切时双裂纹周围的应力强度因子

本文研究了由各向同性和各向异性半无限接合而成的复合材料中的应力强度因子问题，在复合材料的接合面附近处具有与接合面平行且共线的两个Ｇｒｉｆｆｉｔｈ裂纹，裂纹面上作用有剪应力，本文利用付利叶变换将混合边值问题归毕为求解奇异积分方程问题，为求解这些方程，将裂纹面上，下的位移差展成级数，并满足理解纹面外侧边界条件，级数中的待定系数利用裂纹面内的边界条件和施密特方法求得，本文对硼纤维塑料和铝板接合的复合材料     

层状介质垂直界面有限裂纹问题的积分变换解

层状弹性材料包含垂直于界面有限裂纹时，可运用富里叶变换及引用位错密度函数，导出了反映裂纹尖端奇异性的奇异积分方程组，并使用Ｌｏｂａｔｔｏ－ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ方法解此方程组，最后得到裂纹尖端应力强度因子，为检验方法的正确性，对某两层含裂实际结构进行了计算，结果是满意的。     

含界面相效应的纤维增强复合材料桥联增韧力学分析

本文对纤维增强复合材料桥联增韧进行了详细的断裂力学分析，基于Ｃａｓｔｉｇｌｉａｎｏ＇ｓ定理和界面剪滞模型，得到了含界丰效应的复合材料桥联增专访和裂纹线开位移的控制议程；并按照第二类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程的迭代解法，给出其数值结果，为例题于分析界面相参数对增韧效果的影响，寻求了该控制方程的近似解解析表达式，对近似解进行了误差估计，证明了解的可行性，在此基础上得到了界面剪切模量，裂纹长度。界面厚度，     

横观各向同性材料三维裂纹问题的数值分析

严格从三维横观各向同性材料弹性空间问题的Green函数出发,采用Hadamard有限部积分概念,导出了三维状态下单位位移间断(位错)集度的基本解.在此基础上,将三维任意形状的片状裂纹问题归结为求解-组以未知位移间断表示的超奇异积分方程;并给出了边界元离散形式.对方程中出现的超奇异积分,采用了Had-alnard定义的有限部积分来处理.论文最后给出了若干典型片状裂纹问题的数值算例,数值结果表明了本文方法是非常有效的.     

Dislocation behaviours ahead of crack tip

In this paper, a unified mechanics model for dislocation nucleation, emission and dislocation free zone is proposed based on the Peierls framework. Three regions are identified ahead of the crack tip. The emitted dislocations within the plastic zone in the form of an inverse pile up are treated as discrete elastic edge dislocations. Between that zone and the cohesive zone immediately ahead of the crack tip, there is a dislocation free zone. With the stress field and the dislocation density field in the cohesive zone, respectively, expressed in the first and second Chebyshev polynomial series, and the opening and slip displacements in trigonometric series, a set of nonlinear governing equations are obtained which take into account for the interaction between the emitted dislocations and cohesive zone and the nonlinear interaction between sliding displacement and the opening displacement. After discretization, the governing equations are transformed into a set nonlinear algebraic equations which are solved with Newton-Raphson Method. The results of calculation for pure shearing and combined tension and shear loading after dislocation emission are given in detail. Finally, the process of dislocation nucleation and emission on a pair of symmetric slip planes of angle α with respect to the crack plane under pure mode I load is analysed. The equilibrium positions and the number of emitted dislocation are determined. Several possible competition behaviors of dislocation emission vs cleavage are revealed.     

分子动力学方法在研究材料力学行为中的应用进展

报道近年来分子动力学方法应用于研究位错、裂纹、晶界及其相互作用方面的进展．主要包括:裂纹尖端的位错发射,位错发射的不稳定堆垛能,晶体与裂纹’几何关系对位错发射的影响,温度对位错发射的影响以及由裂纹尖端发射的位错列与不对称倾侧晶界的相互作用．报道主要以我们的工作为主,重点讨论裂纹尖端位错发射的研究结果      

ANALYSIS OF THE DYNAMIC BEHAVIOR OF A GRIFFITH PERMEABLE CRACK IN PIEZOELECTRIC MATERIALS WITH THE NON-LOCAL THEORY

The dynamic behavior ofa Griffith permeable crack under harmonic anti-plane shearwaves in the piezoelectric materials is investigated by use of the non-local theory.To overcome themathematical difficulties,a one-dimensional non-local kernel is used instead of a two-dimensionalone for the anti-plane dynamic problem to obtain the stress and the electric displacement near thecrack tips.By means of Fourier transform,the problem can be solved with a pair of dual integralequations that the unknown variable is the jump of the displacement across the crack surfaces.These equations are solved with the Schmidt method and numerical examples are provided.Con-trary to the previous results,it is found that no stress and electric displacement singularities arepresent at the crack tip.The finite hoop stress and the electric displacement depend on the cracklength,the lattice parameter of the materials and the circle frequency of the incident waves.Thisenables us to employ the maximum stress hypothesis to deal with fracture problems in a naturalway.     

Near field behavior of in-plane crack extension in nonlinear incompressible material

The nonlinear theory of finite elasticity is applied to obtain the in-plane displacement and stresses in the immediate vicinity of the crack tip. Incompressibility, homogeneity, elasticity and isotropy are assumed for the material while the resultant shear stress and shear strain are assumed to follow a nonlinear hardening/softening behavior. The system of governing differential equations becomes nonelliptical when the strains are sufficiently large.     

温度对金属材料钼位错发射的影响

应用关联参照模型、随位错位置变化的柔性位移边界条件和三维分子动力学方法研究了体心立方（ＢＣＣ）金属晶体钼在不同温度下裂尖发射位错的力学行为，随着温度的提高，不但发射位错的临界应力强度因子下降而且在同一应 度因子条件下，发射位错的数量出增加，位错速度和不全位错之间的扩展距离对温度不敏感，在位错发射过程中，发现了稳定的和不稳定的两个变形状态，在稳定的有状态，位错发射后，塞积在远离裂纹尖端处；必须增加外     

Theoretical model of crack branching in magnetoelectric thermoelastic materials

Thermomagnetoelectroelastic crack branching of magnetoelectro thermoelastic materials is theoretically investigated based on Stroh formalism and continuous distribution of dislocation approach. The crack face boundary condition is assumed to be fully thermally, electrically and magnetically impermeable. Explicit Green’s functions for the interaction of a crack and a thermomagnetoelectroelastic dislocation (i.e., a thermal dislocation, a mechanical dislocation, an electric dipole and a magnetic dipole located at a same point) are presented. The problem is reduced to two sets of coupled singular integral equations with the thermal dislocation and magnetoelectroelastic dislocation densities along the branched crack line as the unknown variables. As a result, the formulations for the stress, electric displacement and magnetic induction intensity factors and energy release rate at the branched crack tip are expressed in terms of the dislocation density functions and the branch angle. Numerical results are presented to study the effect of applied thermal flux, electric field and magnetic field on the crack propagation path by using the maximum energy release rate criterion.     

双周期裂纹压电材料反平面剪切问题断裂力学分析

研究压电材料双周期裂纹反平面剪切与平面电场作用的问题．运用复变函数方法，获得了该问题严格的闭合解，并由此给出了裂纹尖端应力强度因子和电位移强度因子的精确公式．数值算例显示了裂纹分布特征对材料断裂行为的重要影响．叠间小裂纹能够对主裂纹的应力和电位移场起着屏蔽作用，相反行间小裂纹却起着放大作用，至于钻石形分布裂纹的影响规律则更为复杂．对于某些特殊情形给予了解答并导出一系列有意义的结果。     

有限长界面裂纹对冲击载荷的响应

本文研究了受冲击载荷作用下界面裂纹的瞬态特性。通过引入裂纹尖端附近裂纹面无摩擦接触区,消除了界面裂纹问题中存在的振荡奇异性。由于产生了随时间变化的运动边界,应用积分变换及路径积分方法进行反演,在时间-空间域上给出了问题的控制积分方程。应用chebyshev多项式展开,将问题转化为非线性微分-积分方程组的求解。给出了剪切应力强度因子和裂纹面接触区尺寸的数值结果。所得结果表明,拉伸场中界面裂纹的扩展和剪切失效有密切关系。     

关联参照模型和位错发射过程的分子动力学模拟

提出关联参照模型和随位错位置变化的柔性位移边界条件．提供了一个在固定位移边界条件下位错穿越边界的方法．应用三维分子动力学方法研究了体心立方（ＢＣＣ）金属晶体钼裂尖发射位错的力学行为．     

横观各向同性三维热弹性力学通解及其势理论法

通过引入两个位移函数，对用位移表达的运动平衡方程作了简化．利用算子理论，严格地导出了横观各向同性非耦合热弹性动力学问题的通解．对于静力学问题，通解的形式可进一步简化成用4个准调和函数来表示．具体考察了横观各向同性体内平面裂纹上下表面有对称分布温度作用的问题，推广了势理论方法，导出了一个积分方程和一个微分-积分方程．针对币状裂纹表面受均布温度作用情形，给出了具体的解。